တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်(TiO2) ၏ အစွမ်းထက်သောဖွဲ့စည်းပုံ- ၎င်း၏ စွဲမက်ဖွယ်ကောင်းသော ဂုဏ်သတ္တိများကို ထုတ်ဖော်ပြသခြင်း

မိတ်ဆက်ပေးသည်-

ပညာရပ်နယ်ပယ်တွင်၊တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်(TiO2) သည် ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချပရိုဂရမ်များနှင့်အတူ စိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းသော ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခုအဖြစ် ပေါ်ထွက်လာသည်။ ဤဒြပ်ပေါင်းသည် အလွန်ကောင်းမွန်သော ဓာတုနှင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများရှိပြီး စက်မှုကဏ္ဍများစွာတွင် တန်ဖိုးမဖြတ်နိုင်သော အရာများဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ထူးခြားသောအရည်အသွေးများကို အပြည့်အဝနားလည်ရန်အတွက် တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၏ စွဲမက်ဖွယ်ဖွဲ့စည်းပုံကို နက်နက်နဲနဲလေ့လာရမည်ဖြစ်သည်။ ဤဘလော့ဂ်ပို့စ်တွင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ဖွဲ့စည်းပုံကို လေ့လာပြီး ၎င်း၏ အထူးဂုဏ်သတ္တိများနောက်ကွယ်ရှိ အခြေခံအကြောင်းရင်းများကို အလင်းပြပါမည်။

1. သလင်းကျောက်ဖွဲ့စည်းပုံ-

တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်သည် အက်တမ်များ၏ထူးခြားသောဖွဲ့စည်းပုံဖြင့် အဓိကအားဖြင့် ဆုံးဖြတ်ထားသော ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံရှိသည်။ သို့ပေမယ့်TiO2ပုံဆောင်ခဲအဆင့်သုံးဆင့် (anatase၊ rutile နှင့် brookite) တွင် အသုံးအများဆုံးပုံစံနှစ်ခုဖြစ်သည့် rutile နှင့် anatase ကို ကျွန်ုပ်တို့အာရုံစိုက်ပါမည်။

A. Rutile ဖွဲ့စည်းပုံ-

rutile အဆင့်ကို တိုက်တေနီယမ်အက်တမ်တစ်ခုစီတွင် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်ခြောက်လုံးဖြင့် ဝန်းရံထားကာ လိမ်ထားသော octahedron ဖြင့် ဝန်းရံထားသည့် ၎င်း၏ tetragonal crystal တည်ဆောက်ပုံကြောင့် လူသိများသည်။ ဤအစီအစဉ်သည် အနီးကပ် ထုပ်ပိုးထားသော အောက်ဆီဂျင် အစီအစဉ်ဖြင့် သိပ်သည်းသော အက်တမ်အလွှာကို ဖွဲ့စည်းသည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် rutile ၏ထူးခြားသောတည်ငြိမ်မှုနှင့်ကြာရှည်ခံမှုကိုပေးသည်၊ ၎င်းသည်ဆေးသုတ်ခြင်း၊ ကြွေထည်များနှင့်နေရောင်ကာခရင်မ်များအပါအဝင်အပလီကေးရှင်းအမျိုးမျိုးအတွက်သင့်လျော်စေသည်။

B. Anatase ဖွဲ့စည်းပုံ-

Anatase ၏ဖြစ်ရပ်တွင်၊ တိုက်တေနီယမ်အက်တမ်များသည် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်ငါးခုနှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး အစွန်းများမျှဝေသော octahedrons များအဖြစ်ဖွဲ့စည်းသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ဤအစီအစဉ်သည် rutile နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ယူနစ်ထုထည်တစ်ခုလျှင် အက်တမ်ပိုနည်းသော အက်တမ်များ ပိုမိုပွင့်လင်းသောဖွဲ့စည်းပုံကို ဖြစ်စေသည်။ ၎င်း၏သိပ်သည်းဆနည်းသော်လည်း၊ anatase သည် အလွန်ကောင်းမွန်သော photocatalytic ဂုဏ်သတ္တိများကိုပြသထားပြီး ၎င်းသည် ဆိုလာဆဲလ်များ၊ လေသန့်စင်မှုစနစ်များနှင့် ကိုယ်တိုင်သန့်ရှင်းရေးအပေါ်ယံပိုင်းများတွင် အရေးကြီးသောအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်လာသည်။

2. Energy band ကွာဟမှု-

စွမ်းအင်ကြိုးဝိုင်းကွာဟမှုသည် TiO2 ၏ နောက်ထပ်အရေးကြီးသောလက္ခဏာဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများကို ပံ့ပိုးပေးသည်။ ဤကွာဟမှုသည် ပစ္စည်း၏လျှပ်စစ်စီးကူးမှုနှင့် အလင်းစုပ်ယူမှုအပေါ် ၎င်း၏ အာရုံခံနိုင်စွမ်းကို ဆုံးဖြတ်သည်။

A. Rutile တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံ-

Rutile TiO2ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 3.0 eV ၏အတော်လေးကျဉ်းမြောင်းသော band ကွာဟချက်ရှိပြီး ၎င်းအား ကန့်သတ်လျှပ်စစ်စပယ်ယာဖြစ်လာစေသည်။ သို့သော်လည်း ၎င်း၏ တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံသည် ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ကို စုပ်ယူနိုင်ပြီး နေရောင်ကာခရင်မ်ကဲ့သို့သော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ကို ကာကွယ်ရန်အတွက် သင့်လျော်ပါသည်။

B. Anatase တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံ-

အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ Anatase သည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 3.2 eV ၏ ပိုကျယ်သော band ကွာဟမှုကို ပြသသည်။ ဤအင်္ဂါရပ်သည် anatase TiO2 အလွန်ကောင်းမွန်သော photocatalytic လုပ်ဆောင်မှုကိုပေးသည်။ အလင်းနှင့်ထိတွေ့သောအခါ၊ valence band မှ အီလက်ထရွန်များသည် စိတ်လှုပ်ရှားပြီး conduction band အတွင်းသို့ ခုန်ဆင်းကာ ဓာတ်တိုးမှုနှင့် လျော့ချတုံ့ပြန်မှု အမျိုးမျိုးကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ဤဂုဏ်သတ္တိများသည် ရေသန့်စင်ခြင်းနှင့် လေထုညစ်ညမ်းမှုကို လျော့ပါးသက်သာစေခြင်းကဲ့သို့သော အသုံးချမှုများကို တံခါးဖွင့်ပေးသည်။

3. ချွတ်ယွင်းချက်များနှင့် ပြုပြင်မွမ်းမံမှုများ-

ဟိTio2 ၏ဖွဲ့စည်းပုံအပြစ်အနာအဆာကင်းသည်မဟုတ်။ ဤချို့ယွင်းချက်များနှင့် ပြုပြင်မွမ်းမံမှုများသည် ၎င်းတို့၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကို သိသိသာသာ ထိခိုက်စေပါသည်။

A. အောက်ဆီဂျင် လစ်လပ်နေရာများ-

TiO2 ရာဇမတ်ကွက်အတွင်းရှိ အောက်ဆီဂျင် လစ်လပ်နေသောပုံစံရှိ ချို့ယွင်းချက်များသည် တွဲမထားသော အီလက်ထရွန်များ၏ အာရုံစူးစိုက်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ဓာတ်ပြုခြင်းဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက် တိုးမြင့်လာပြီး အရောင်စင်တာများ ဖွဲ့စည်းခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။

B. မျက်နှာပြင် ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း-

ထိန်းချုပ်ထားသော မျက်နှာပြင်ပြုပြင်မွမ်းမံမှုများ၊ အခြားအကူးအပြောင်းသတ္ထုအိုင်းယွန်းများဖြင့် မူးယစ်ဆေးဝါးသုံးစွဲခြင်း သို့မဟုတ် အော်ဂဲနစ်ဒြပ်ပေါင်းများဖြင့် လုပ်ဆောင်နိုင်မှုကဲ့သို့သော ထိန်းချုပ်မှုများသည် TiO2 ၏ အချို့သောဂုဏ်သတ္တိများကို ပိုမိုတိုးတက်စေနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပလက်တီနမ်ကဲ့သို့သော သတ္တုများကို သောက်သုံးခြင်းဖြင့် ၎င်း၏ ဓာတ်ပြုနိုင်စွမ်းကို မြှင့်တင်နိုင်ပြီး အော်ဂဲနစ်လုပ်ဆောင်မှုအုပ်စုများသည် ပစ္စည်း၏တည်ငြိမ်မှုနှင့် ဓာတ်ပုံလှုပ်ရှားမှုကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပါသည်။

နိဂုံးချုပ်အားဖြင့်:

Tio2 ၏ထူးခြားသောဖွဲ့စည်းပုံကိုနားလည်ခြင်းသည်၎င်း၏ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများနှင့်ကျယ်ပြန့်အသုံးပြုမှုများကိုနားလည်ရန်အရေးကြီးပါသည်။ TiO2 ၏ ပုံဆောင်ခဲပုံစံတစ်ခုစီတွင် tetragonal rutile တည်ဆောက်ပုံမှ အဖွင့်၊ photocatalytically active anatase အဆင့်အထိ ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။ ပစ္စည်းများအတွင်း စွမ်းအင်ကြိုးဝိုင်းကွာဟချက်များနှင့် ချို့ယွင်းချက်များကို စူးစမ်းလေ့လာခြင်းဖြင့် သိပ္ပံပညာရှင်များသည် သန့်စင်ခြင်းနည်းပညာများမှ စွမ်းအင်ရိတ်သိမ်းခြင်းအထိ အပလီကေးရှင်းများအတွက် ၎င်းတို့၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပိုမိုပိုမိုကောင်းမွန်အောင် ပြုလုပ်နိုင်သည်။ တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၏ နက်နဲသောအရာများကို ကျွန်ုပ်တို့ ဆက်လက်ဖော်ထုတ်နေချိန်တွင်၊ စက်မှုတော်လှန်ရေးတွင် ၎င်း၏အလားအလာသည် အလားအလာရှိနေဆဲဖြစ်သည်။